先進渦輪氣動設計規(guī)律的研究.pdf

1、低壓渦輪作為燃氣渦輪發(fā)動機重要的組成部分，對整個發(fā)動機質(zhì)量和效率都有很大的影響。目前，渦輪的性能已達到了較高的水平，而且，還在向著更高效、高負荷的方向發(fā)展。隨著CFD在計算方法研究和應用程序開發(fā)方面的巨大進步，渦輪設計現(xiàn)已進入了可以考慮三維聯(lián)合氣動成型的“先進渦”設計階段。
　　 首先，本文使用MUMECA軟件對某低壓渦輪級進行了三維數(shù)值模擬，分析了該型低壓渦輪的三維氣動特點。
　　 其次，對渦輪進行了三種不同環(huán)量分布規(guī)

2、律的“可控渦”設計，在設計過程中，沿著葉高方向共計算了7個特征截面的幾何參數(shù)，通過控制平面葉柵的幾何進出口角和葉型安裝角，達到了改變?nèi)~型扭曲規(guī)律的目的。并通過比較原始渦輪級與三種“可控渦”渦輪級的氣動性能，證實了“可控渦”設計可以均化反動度，改善流場的作用。之后，嘗試采用粘性可控渦設計方法抵消端部流場由于粘性引起的低能流體的堆積問題。與原型“可控渦”渦輪級的氣動性能進行對比后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)局部環(huán)量調(diào)整后，渦輪級根部的流動性能有所改善，做功能力

3、得到進一步提高。
　　 最后，探討了“可控渦”與葉片的彎、掠成型技術相結合的“先進渦”設計方法。在計算并對比了多種不同的復合彎、掠設計方案和“可控渦”渦輪級的氣動性能后得到結論，“先進渦”設計同樣可以得到合理的環(huán)量分布形式，然而，就本文所研究的葉型而言，掠葉片方案可以實現(xiàn)效率、功率的再提高，而彎曲葉片方案未能達到理想的設計效果。
　　 經(jīng)過驗證，計算網(wǎng)格有較好的獨立性，計算結果與設計參數(shù)吻合良好，計算結果可信。